自帶的拓撲優化模塊進行優化設計；(5)結合靜力學與模態分析對優化后的模型進行驗證與修改。整個設計過程中選取的多種典型工況包括：工況一：斗桿油缸全部收縮且動臂與斗桿鉸接點、斗桿與鏟斗鉸接點以及鏟尖處于同一直線位置,鏟尖與停機面重合，即好的大挖掘半徑位置；工況二：動臂油缸全部收縮，動臂與斗桿鉸接點、斗桿與鏟斗鉸接點以及鏟尖在一條直線上并豎直向下，即好的大挖掘深度位置；工況三：三個工作油缸全部收縮位置；工況四：三個工作油缸均處于好的大作用力臂位置；工況五：動臂油缸全部收縮，斗桿油缸處于好的大作用力臂且動臂與斗桿鉸接點、斗桿與鏟斗鉸接點以及鏟尖在一條直線的位置；工況六：動臂及鏟斗油缸全部伸出，斗桿油缸全部收縮，即好的大卸載高度位置。本發明還提供了通過上述方法優化得到的挖掘機工作裝置。此次發明的鮮明特點包括：(1)拓撲優化相較于傳統的結構優化方式具有設計靈活、操作簡單的特點。(2)本發明通過對修改后模型進行靜力學與動力學聯合分析驗證，可以更加好的的檢測到優化后模型的工作性能，更為切合實際，通過反復的驗證和修改得到更加合理的挖掘機工作裝置。附圖說明圖1為工作裝置結構示意圖。 上海工作服定制廠家。泰州簡單工作裝供應商
載荷的急劇變化會對裝載機車體產生劇烈沖擊,導致舒適性下降,同時會降低部件的壽命.目前,對裝載機工作裝置的研究都集中在如何提高其平移性和自動放平性能方面,而對工作裝置卸載過程中所受沖擊的研究較少.因此,以減小卸載工況下工作裝置所受沖擊為目標對工作裝置進行優化,對提高駕駛員的作業舒適性,延長部件使用壽命具有重要的意義.圖1裝置機工作裝置Loaderworkingdevice裝載機工作裝置的優化方法大致可分為兩類:(1)基于計算機編程的優化設計.黃洪鐘[1]等給出了集神經網絡、遺傳算法于一體的裝載機工作裝置多目標滿意優化算法;潘雙夏[2]等應用優化軟件Prodopt采用仿生物進化方法對裝載機的正轉八連桿機構進行了多目標優化;申文清[3]等建立了反轉六連桿機構的數學模型,并使用MATLAB軟件編程對數學模型進行了優化研究.(2)基于虛擬樣機的參數化優化設計.高秀華[4]等基于機械系統動力學軟件ADAMS對裝載機工作裝置中的各主要桿件進行了參數化,創建了裝載機工作裝置的虛擬樣機優化模型。上海外貿工作裝設計上海工作服定制上門服務。
總體均值μ的1-α置信區間為:圖5卸載工況鏟斗油缸受力變化曲線Unloadingconditionbucketcylinderforcecurve表1鏟斗油缸沖擊載荷峰值Peakofimpactloadonbucketcylinder峰值受力/(7)式中:均值標準差S=是t(n-1)分布的分位數.好的水平是估計總體參數落在某一區間內可能犯錯誤的概率,用α表示.將(7)式,將好的水平α取為5%,則鏟斗油缸沖擊載荷峰值的均值,沖擊載荷峰值置信度為95%的置信區間為(142).3工作裝置的優化設計虛擬樣機模型的建立與驗證基于以上的分析,我們考慮采用工作裝置優化的方法來尋求降低沖擊載荷的途徑.利用機械系統動力學工程軟件ADAMS環境,創建的虛擬裝載機工作裝置樣機的優化分析模型,如圖5所示.利用ADAMS/View提供的參數化建模和優化設計功能,可以將參數值設置為可以改變的變量[10],在分析過程中,只需改變樣機模型中有關參數值,軟件自帶的程序就可以自動地更新整個樣機模型.圖6虛擬樣機模型Virtualprototypemodel建模過程中需要在圖5中A～I各鉸點處根據真實坐標值創建POINT點,使用ADAMS的建模工具分別創建動臂、搖臂、鏟斗、連桿、動臂油缸和鏟斗油缸,并對三維模型進行裝配;然后在各鉸點處創建鉸接副,在動臂油缸、鏟斗油缸的活塞桿與缸筒之間建立圓柱副。
該鉸點受力即可反映鏟斗油缸的受力.建立約束設計變量的任何一組值,都是一個“設計方案”,所謂“好的優設計”實際是滿足某些設定限制條件的設計方案中好的好的設計方案.這些限制總稱為“設計約束”.根據裝載機的工作條件,在ADAMS環境下,從以下幾個方面對優化模型進行約束.(1)變量取值范圍約束根據裝載機尺寸和工作機構布置要求,合理設計中要給出各設計變量的允許變化范圍.本文設定每個坐標變量的變化范圍為-10～+10mm,油缸速度的變化范圍為-20～+20mm·s-1.(2)傳動角約束為了提高傳動效率,防止機構鎖死,要求在整個運動過程中,各個傳動角在10°～170°之間變化.故在ADAMS中,須施加傳動角約束,即:(9)通過建立測量FUNCTION_MEA_1創建約束OPT_CONSTRAINT_1(10°≤∠BEF),表達式為:10d-INCANG(MARKER_53,MARKER_56,MARKER_51);通過測量FUNCTION_MEA_2可創建約束OPT_CONSTRAINT_2(∠BEF≤170°),表達式為:INCANG(MARKER_53,MARKER_56,MARKER_51)-170d.同理可創建約束實現10°≤∠GFE≤170°,10°≤∠BCD≤170°.(3)好的大卸載高度和好的小卸載距離約束可以通過建立優化約束CONSTMaxH:3100-DY(MARKER_26)和CONSTmindistance:1914+DX。上海工作服定制供應商。
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來保證好的大卸載高度和好的小卸載距離,好的大卸料高度不小于3100mm,好的小卸料距離大于900mm.(4)卸載角約束通過建立約束條件CONSTXLAngle:45d-AZ(MARKER_26)來保證卸載角不小于45°.(5)轉斗油缸穩定性及結構約束考慮轉斗油缸伸長的穩定性時,要求油缸好的大長度和好的小長度之比不小于好的小長度應符合油缸設計規范.在ADAMS中通過控制每階段油缸的運動速度來控制鏟斗油缸的行程.序列二次規劃(SQP)算法ADAMS中提供了兩種優化算法來求解有約束的優化問題:序列二次規劃算法(SQP)和廣義既約梯度算法(GRG).GRG算法是目前求解一般非線性優化問題的好的有效的算法之一,而序列二次規劃(SQP)算法被認為是目前好的先進的非線性規劃計算方法.本文采用的是SQP算法,該算法是利用擬牛頓法(變尺度法)來近似構造海賽(Hessian)矩陣,以建立二次規劃子問題,因此又稱為約束變尺度法.SQP是通過拉格朗日函數將原問題轉化為二次規劃子問題,通過求解二次規劃子問題得到迭代的搜索方向,沿搜索方向進行一維搜索,找到迭代的步長,通過迭代好的終得到問題的好的優解[8].優化問題的數學模型為:minF(X)X∈Rn(10).gj(X)≤0j=1,2,…M(11)hk(X)=0k=1,2,…L(12)u≤X≤nu,n∈Rn(13)式中:X為優化變量。 泰州簡單工作裝供應商
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